專利名稱：一種高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)abs復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ABS復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料及其制備 方法。
背景技術(shù)：
ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，是一種具有較好的耐沖擊性、耐化學(xué)性、優(yōu)良的 電性能、良好的加工性以及較高性價(jià)比的熱塑性工程塑料，廣泛應(yīng)用于汽車，電子電器，輕 工，建筑等行業(yè)。近年來，大型薄壁制件的需求增加，但由于玻璃纖維增強(qiáng)ABS的翹曲變形 大，大大限制了其在汽車和家電領(lǐng)域中的應(yīng)用。因而，開發(fā)在汽車和家電領(lǐng)域應(yīng)用的低翹曲 、高流動、高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，具有極大的市場。
目前長纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料的研究主要集中在塑性樹脂基片材或者說預(yù)浸潤 料上，其核心工作是通過各種紛繁復(fù)雜的模頭設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)樹脂在熔融狀態(tài)下對增強(qiáng)材料的浸 漬。典型的產(chǎn)品是美國PPG公司在1972年實(shí)現(xiàn)初步工業(yè)化生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)PP片狀模塑料 ，其商品名為AZDEL。其模頭的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使得大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)故障頻出，同時(shí)，制件表面質(zhì)量 差、加工時(shí)需要特殊設(shè)備等缺陷也限制了這類材料的大規(guī)模應(yīng)用。目前在長纖維增強(qiáng)熱塑性 樹脂復(fù)合材料中存在的主要問題是(1)長纖維與熱塑性樹脂基體的界面粘接較差，不能 充分發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，形成的復(fù)合材料強(qiáng)度、韌性、耐熱性等性能較差；(2)纖維增 強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在注塑成型時(shí)，熔體在高剪切作用下玻璃纖維易產(chǎn)生取向并富集在制件表 面，產(chǎn)生"浮纖"現(xiàn)象，影響制件的表面質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是用玻璃纖維來增強(qiáng)ABS熱塑性樹脂，改善玻璃纖維與ABS基 體的界面粘結(jié)性，改善復(fù)合材料的表面質(zhì)量，提供一種高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料及其制備 方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
本發(fā)明高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料是由ABS、玻璃纖維和相容劑制備而成，其中按照重 量份計(jì)算，所述相容劑是由環(huán)氧樹脂l 6份和苯乙烯-馬來酸酐共聚物1 6份復(fù)配而成。 上述相容劑是由環(huán)氧樹脂2 5份和苯乙烯-馬來酸酐共聚物2 5份復(fù)配而成。 按照重量份計(jì)算，前述玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料是由ABS 3Q 85份、玻璃纖維5 50份、環(huán)
4氧樹脂2 5份、苯乙烯-馬來酸酐共聚物2 5份制備而成。
進(jìn)一步的，前述玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料是由ABS 40 80份、玻璃纖維10 33份、環(huán)氧樹 脂2 5份、苯乙烯-馬來酸酐共聚物2 5份和阻聚劑0. 3 3份制備而成。
前述ABS的相對密度為l. 04 1. 20 g/cm3。
前述玻璃纖維的直徑為6 17 y m。
前述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為O. 1 0. 55。
前述苯乙烯-馬來酸酐共聚物中馬來酸酐的含量為5 25% 。
前述高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的制備方法分別取ABS、玻璃纖維和苯乙烯-馬來酸酐 共聚物干燥備用，取干燥后的ABS和苯乙烯-馬來酸酐共聚物，與環(huán)氧樹脂一起混合均勻，混 合料與從玻纖口加入的玻璃纖維一起在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，即得。
進(jìn)一步的，上述高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的制備方法為取ABS和苯乙烯-馬來酸酐共 聚物，在70 9(TC真空干燥10 12小時(shí)備用，玻璃纖維在100 12(TC干燥3 4小時(shí)備用，取 干燥后的ABS和苯乙烯-馬來酸酐共聚物，與環(huán)氧樹脂和阻聚劑一起混合均勻，混合料與從玻 纖口加入的玻璃纖維一起在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，即得，其中，同向雙螺桿擠出機(jī) 的螺桿轉(zhuǎn)速為240r/min，擠出造粒的溫度范圍為205 23(TC 。
還可以將前述復(fù)合材料及其制備方法中的ABS替換成AS來制備高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)AS復(fù)合材料 。AS是丙烯腈一苯乙烯共聚物。
環(huán)氧樹脂可以選擇縮水甘油醚類、縮水甘油酯類、縮水甘油胺類、脂肪族環(huán)氧化合物、 脂環(huán)族環(huán)氧化合物。苯乙烯-馬來酸酐共聚物可以選擇苯乙烯(S) —馬來酸酐(MA)無規(guī)共 聚物、馬來酸酐接枝聚苯乙烯(Ps-g-MAH)。阻聚劑可以選擇對苯二酚、鄰甲基對苯二酚、 二甲基對苯二酚、對叔丁基鄰苯二酚、鄰苯二酚，對甲氧基苯酚、2.6-二叔丁基對甲酚、特 丁基對苯二酚等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用環(huán)氧樹脂和苯乙烯-馬來酸酐共聚物復(fù)配作為相容劑，具有 很好的增容作用，玻璃纖維和ABS基體可以較好的粘結(jié)，所制得的玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料具有 很好的強(qiáng)度、韌性、耐熱性能、流動性能等，翹曲度得以理想解決，復(fù)合材料在注塑成型過 程中不產(chǎn)生"浮纖"現(xiàn)象，具有很好的表面質(zhì)量和良好的加工性能，并且，本發(fā)明所提供的 制備工藝簡單，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l: ABS (牌號PA757) 75kg，玻璃纖維(牌號988) 25kg。
原料預(yù)處理取ABS在8(TC真空干燥烘箱中干燥10小時(shí)，玻璃纖維在100 12(TC烘箱中
5干燥4小時(shí)，冷卻至室溫，備用。
在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒(主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為200 r/min， 1至7段溫度分別為205。C 、210°C、 215°C、 220°C、 225°C、 230°C、 225°C)，玻璃纖維從玻纖口加入。所造粒料在 8(TC干燥5小時(shí)，在注塑機(jī)上注塑成型，制得玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。
實(shí)施例2: ABS (牌號PA757) 71kg、玻璃纖維(牌號988) 25kg、 SMA (牌號218) 4kg。
原料預(yù)處理取ABS、 SMA在8(TC真空干燥烘箱中干燥10小時(shí)，玻璃纖維在100 12(TC烘 箱中干燥4小時(shí)，冷卻至室溫，備用。
將干燥后的ABS、 SMA在高速混合機(jī)中混合均勻，在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒(主機(jī) 螺桿轉(zhuǎn)速為200 r/min， 1至7段溫度分別為205。C 、 210°C、 215°C、 220°C、 225°C、 230°C、 225°C)，玻璃纖維從玻纖口加入。所造粒料在8(TC干燥5小時(shí)，在注塑機(jī)上注塑成型，制得 玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。
實(shí)施例3: ABS (牌號PA757) 71kg、玻璃纖維(牌號988) 25kg、環(huán)氧樹脂(牌號 CYD-011)4kg、阻聚劑(對苯二酚)0.9kg。
原料預(yù)處理取ABS在8(TC真空干燥烘箱中干燥10小時(shí)，玻璃纖維在100 12(TC烘箱中 干燥4小時(shí)，冷卻至室溫，備用。
將干燥后的ABS、環(huán)氧樹脂以及對苯二酚在高速混合機(jī)中混合均勻，在同向雙螺桿擠出 機(jī)上擠出造粒(主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為200 r/min， 1至7段溫度分別為205。C 、 210°C、 215°C、 220 °C、 225°C、 230°C、 225°C)，玻璃纖維從玻纖口加入。所造粒料在80。C干燥5小時(shí)，在注塑 機(jī)上注塑成型，制得玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。
實(shí)施例4: ABS (牌號PA757) 71kg、玻璃纖維(牌號988) 25kg、環(huán)氧樹脂(牌號 CYD-011)2kg、 SMA (牌號218) 2kg、阻聚劑(對苯二酚)0. 4kg。
原料預(yù)處理取ABS、 SMA在8(TC真空干燥烘箱中干燥10小時(shí)，玻璃纖維在100 12(TC烘 箱中干燥4小時(shí)，冷卻至室溫，備用。
將干燥后的ABS、 SMA以及環(huán)氧樹脂、對苯二酚在高速混合機(jī)中混合均勻，在同向雙螺桿 擠出機(jī)上擠出造粒(主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為200 r/min， 1至7段溫度分別為205。C 、 210°C、 215°C、 220°C、 225°C、 230°C、 225°C)，玻璃纖維從玻纖口加入。所造粒料在80。C干燥5小時(shí)，在 注塑機(jī)上注塑成型，制得玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。
實(shí)施例5: ABS (牌號PA757) 76kg、玻璃纖維(牌號988) 20kg、環(huán)氧樹脂(牌號 CYD-011)2kg、 SMA (牌號218) 2kg、阻聚劑(對苯二酚)0. 4kg。
原料預(yù)處理取ABS、 SMA在8(TC真空干燥烘箱中干燥10小時(shí)，玻璃纖維在100 12(TC烘
6箱中干燥4小時(shí)，冷卻至室溫，備用。
將干燥后的ABS、 SMA以及環(huán)氧樹脂、對苯二酚在高速混合機(jī)中混合均勻，在同向雙螺桿 擠出機(jī)上擠出造粒(主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為200 r/min， 1至7段溫度分別為205。C 、 210°C、 215°C、 220°C、 225°C、 230°C、 225°C)，玻璃纖維從玻纖口加入。所造粒料在80。C干燥5小時(shí)，在 注塑機(jī)上注塑成型，制得玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。
實(shí)施例6: ABS (牌號PA757) 60kg、玻璃纖維(牌號988) 30kg、環(huán)氧樹脂(牌號 CYD-011)5kg、苯乙烯-馬來酸酐接枝物(牌號MPC1501) 5kg、阻聚劑(對苯二酚)0. 9kg。
原料預(yù)處理取ABS、 SMA在9(TC真空干燥烘箱中干燥11小時(shí)，玻璃纖維在100 120。C烘 箱中干燥3小時(shí)，冷卻至室溫，備用。
將干燥后的ABS、 SMA以及環(huán)氧樹脂、對苯二酚在高速混合機(jī)中混合均勻，在同向雙螺桿 擠出機(jī)上擠出造粒(主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為200 r/min， 1至7段溫度分別為205。C 、 210°C、 215°C、 220°C、 225°C、 230°C、 225°C)，玻璃纖維從玻纖口加入。所造粒料在90。C干燥4小時(shí)，在 注塑機(jī)上注塑成型，制得玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。
實(shí)施例7:性能評價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)
拉伸性能測試按GB/T1040-1992進(jìn)行，試樣尺寸為150*10*41^1，拉伸速率為50mm/min。 彎曲性能測試按進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4讓，彎曲速率為2mm/min，跨距為64mm。懸臂梁缺 口沖擊強(qiáng)度按GB/T1843-1996進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4111111，缺口深度為2mm。熱變形溫度按 GB/T1634-1979進(jìn)行，試樣尺寸為127*12. 7*3. 2mm，載荷為1.82MPa，熔體流動速率按 GB/T3682-2000進(jìn)行，溫度為220。C，載荷為10kg，具體性能如下表復(fù)合材料性能實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例s
熱變形溫度 (1.82 HPa) (1C)97103104105103107
懸臂梁缺口沖擊 強(qiáng)度(Kj/lH6. 246. 788.1211.0410. 2812.03
拉伸強(qiáng)度(1^)87.1106. 3109121.1113129
斷裂伸長率(％)9.010.89.810.61111
彎曲強(qiáng)度(1^)101115116.6148136157
彎曲模重(西fe)■41574326■42255800■43007300
玻纖含重(%)252525252030
熔體流動速率 (g/l0min)101099108
趣曲嚴(yán)重嚴(yán)重不明縣不明晝不明晝不明晝
表面質(zhì)重花紋花紋花紋無無無
從上表可以看出，用環(huán)氧樹脂和SMA或苯乙烯-馬來酸酐共聚物復(fù)配作相容劑的復(fù)合材料 的綜合性能均優(yōu)于不用相容劑或使用單一相容劑的復(fù)合材料，并且，使用復(fù)配相容劑，其翹 曲和表面質(zhì)量問題得到解決。
實(shí)施例8:取ABS (牌號PA757) 30kg、玻璃纖維(牌號988) 10kg、環(huán)氧樹脂(牌號 CYD-011)3kg、 SMA (牌號218) 2kg、阻聚劑(鄰苯二酚)0. 3kg，按照實(shí)施例4的方法制備 ABS復(fù)合材料。
實(shí)施例9:取ABS (牌號PA757) 85kg、玻璃纖維(牌號988) 50kg、環(huán)氧樹脂(牌號 CYD-011)2kg、苯乙烯-馬來酸酐接枝物(牌號MPC1501) 5kg、阻聚劑(鄰苯二酚)0. 3kg， 按照實(shí)施例4的方法制備ABS復(fù)合材料。
實(shí)施例10:取AS (牌號80HF) 50kg、玻璃纖維(牌號988) 5kg、環(huán)氧樹脂(牌號 CYD-011)5kg、 SMA (牌號218) 2kg、阻聚劑(鄰苯二酚)0. 5kg，按照實(shí)施例4的方法制備 ABS復(fù)合材料。
8
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，它是由ABS、玻璃纖維和相容劑制備而成，其特征在于按照重量份計(jì)算，所述相容劑是由環(huán)氧樹脂1～6份和苯乙烯-馬來酸酐共聚物1～6份復(fù)配而成。
2 按照權(quán)利要求1所述玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于所述相 容劑是由環(huán)氧樹脂2 5份和苯乙烯-馬來酸酐共聚物2 5份復(fù)配而成。
3 按照權(quán)利要求2所述玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于按照重 量份計(jì)算，它是由ABS 30 85份、玻璃纖維5 50份、環(huán)氧樹脂2 5份、苯乙烯-馬來酸酐共 聚物2 5份制備而成。
4 按照權(quán)利要求3所述玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于它是由 ABS 40 80份、玻璃纖維10 33份、環(huán)氧樹脂2 5份、苯乙烯-馬來酸酐共聚物2 5份和阻 聚劑0.3 3份制備而成。
5 按照權(quán)利要求1至4任一所述高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在 于所述ABS的相對密度為1.04 1.20 g/cm3。
6 按照權(quán)利要求1至4任一所述高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在 于所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為O. 1 0. 55。
7 按照權(quán)利要求1至4任一所述高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在 于所述苯乙烯-馬來酸酐共聚物中馬來酸酐的含量為5 25%。
8 權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于分別取ABS、玻璃纖維和苯乙烯-馬來酸酐共聚物干燥備用，取干燥后的ABS和 苯乙烯-馬來酸酐共聚物，與環(huán)氧樹脂一起混合均勻，混合料與從玻纖口加入的玻璃纖維一 起在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，即得。
9 按照權(quán)利要求8所述高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的制備方法，其特 征在于取ABS和苯乙烯-馬來酸酐共聚物，在70 9(TC真空干燥10 12小時(shí)備用，玻璃纖維 在100 12(TC干燥3 4小時(shí)備用，取干燥后的ABS和苯乙烯-馬來酸酐共聚物，與環(huán)氧樹脂和阻聚劑一起混合均勻，混合料與從玻纖口加入的玻璃纖維一起在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造 粒，即得，其中，同向雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為240r/min，擠出造粒的溫度范圍為205 230。C。
10.權(quán)利要求1至4任一所述高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于 :將ABS替換成AS制備高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)AS復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料及其制備方法，它是由ABS、玻璃纖維和相容劑制備而成，其中，所述相容劑是由環(huán)氧樹脂和苯乙烯-馬來酸酐共聚物復(fù)配而成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用環(huán)氧樹脂和苯乙烯-馬來酸酐共聚物復(fù)配作為相容劑，具有很好的增容作用，玻璃纖維和ABS基體可以較好的粘結(jié)，所制得的玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料具有很好的強(qiáng)度、韌性、耐熱性能、流動性能等，翹曲度得以理想解決，復(fù)合材料在注塑成型過程中不產(chǎn)生“浮纖”現(xiàn)象，具有很好的表面質(zhì)量和良好的加工性能，并且，本發(fā)明所提供的制備工藝簡單，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號C08L25/12GK101555341SQ20091030255
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者杰 于, 朱建華, 秦舒浩, 筑 羅, 郭建兵 申請人:國家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心